JP3054223B2 - パンチプレスの金型管理システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はパンチプレスの金型管理
システムに関し、特にプログラミングが容易で、かつ金
型管理を容易化したものである。

【０００２】

【従来の技術】パンチプレス、例えばタレットパンチプ
レスでは、複数の金型装着ステーションを備えたタレッ
トを有し、各金型装着ステーションに任意形状の金型を
装着した上で前記タレットを回転させ、任意の金型装着
ステーションをストライカ直下に割り出しつつ前記スト
ライカの作動で任意のプレス加工を行う。ＮＣプログラ
ム上には、タレット上の金型装着ステーションを前記ス
トライカ直下に割出すために金型装着ステーション番号
を示す金型（Ｔ）コードが記載される。ＮＣプログラム
の記載例を示すと、 Ｇ９２ Ｘ１８３．００ Ｙ１２７０．００ Ｇ９０ Ｘ５００．００ Ｙ４００．００ Ｔ２０１ Ｇ５０ ここに、Ｇ９２はワークの原点位置決めのための準備
（Ｇ）コードを示す。Ｇ９０はワーク位置決めコードを
示す。Ｔ２０１は番号２０１のタレットの金型装着ステ
ーションをストライカ直下に割り出すことを示す。Ｇ５
０は原点復帰を示す。

【０００３】このＮＣプログラムは紙テープにより、ま
たは適宜通信回線を介してタレットパンチプレス機を制
御するＮＣ装置に入力され、ここでコード解析され、ワ
ーククランプ装置やタレット、ストライカ等が駆動制御
される。

【０００４】また、このＮＣプログラムには、所定の金
型装着ステーションに所定形状の金型を装着すべき指示
を出すために、金型装着ステーション番号に装着すべき
金型の形状を対応させた作業指示書が付属され、前記タ
レットパンチプレス機を操作する作業者に手渡される。
作業者は作業指示書の指示の通りに所定の金型装着ステ
ーションへ所定の金型を装着する。作業者の金型交換作
業を極力少なくするためには、現在装着金型リストがプ
ログラマに手渡され、できるだけ金型交換作業が少なく
なるようプログラミングされる。別のタレットパンチプ
レス機で同様のプレス加工を行う場合には、金型装着状
態が異なるので、金型コードの書き直しが行われる。自
動プログラミング装置によるプログラミングでは、加工
形状をよ示すＣＡＤデータから機械に現在入っているは
ずの金型を基にＴ番号でプログラムを発生させている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き従来よりのパンチプレスのプログラミング方式にあ
っては、ＮＣプログラム上でタレットの金型装着ステー
ションを示す金型コードを示し、金型コードで指定され
た金型装着ステーションを割り出す方式であったため、
次の通りの問題点があった。

【０００６】 手動のプログラミングにあっては、金
型装着ステーションに現在装着されている金型リストを
参照しなければならず、また非装着金型に対しては、ど
のステーションにどの金型を装着させるかを定めなけれ
ばならず、プログラミングが困難である。

【０００７】 自動プログラミング装置によるプログ
ラミングにあっては、現在装着金型リストを参照して、
できるだけ金型交換作業を少なくするようプログラミン
グできるが、機械毎にプログラムが異なり、また金型装
着状態が変化した場合には、プログラムを変更しなけれ
ばならない。特に、複数のプレス機械を取扱う加工ライ
ンにあっては、金型が他機に兼用されることもあり、金
型装着状態がマチマチとなるので、ＮＣプログラムを頻
繁に書き換えなければならなくなる。

【０００８】 プログラミング側で金型交換のための
作業指示書を発行することが必要で、また機械の金型装
着状態が変更されれば、プログラムと共に作業指示書も
変更し直さなければならない。

【０００９】 さらに、加工ライン上で作業する作業
者は、作業指示書にはどの形状の金型をどの機械で使用
するのかの指示しか出されていないので、その金型が何
処に在るかの探索から始めなければならず、金型段取り
作業に手間どる。

【００１０】このように、従来のパンチプレスの金型管
理システムにあっては、ＮＣプログラム上で金型コード
として金型装着ステーション番号を指定し金型支持台を
制御する方式であるため、プログラミング側で金型交換
のための作業指示書を作成しなければならず、プログラ
ミング及び金型段取り作業が困難であるという問題点が
あった。

【００１１】そこで、本発明は、プログラミング及び金
型段取り作業が容易となるパンチプレスの金型管理シス
テムを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、特許請求の範囲に記載の通りのパンチプレス
の金型管理システムを構成した。

【００１３】

【作用】本発明のパンチプレスの金型管理システムで
は、上記構成であるので、ＮＣプログラム上で金型装着
ステーション番号を指定する必要はなく、加工条件から
定まる金型固有名で指定しておけば良いのでプログラミ
ングが容易となる。また、金型装着ステーション番号を
指定しなくて良いので、ＮＣプログラムを都度または機
械毎に変更しなくても良く、ＮＣプログラムに汎用性を
持たせることができる。

【００１４】さらに、金型データベースには、常時各金
型に設けた情報記憶チッツプの記憶情報が還元されるの
で、どの金型が何処にどのような状態であるかを作業者
が、また各機器が確実に知ることができるので、金型数
が１０００、２０００・・・と多大になっても、その管
理が極めて容易となり、加工ラインを円滑に動作させる
ことができる。

【００１５】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
説明する。

【００１６】図１に示すようにパンチプレス機の一例と
して示すＮＣタレットパンチプレス１は、いわゆるブリ
ッジ型のフレーム２を有し、このフレーム２内に上下タ
レット３，４を備えて成る。

【００１７】上下タレット３，４は垂直軸５の回りに水
平面内で回転可能とされており、多数の金型装着ステー
ションＳ_i （Ｉ＝１，２…２１）を備えている。

【００１８】各金型装着ステーションＳ_i に装着された
金型は、ラム６の直下に割り出され、両タレット３，４
の間に案内されるワークＷに所定の加工を行うようにな
っている。ラム６の下方には前記タレット３，４の各ト
ラック上の金型位置に合わせて移動自在のストライカ７
が設けられている。

【００１９】ワークＷはワーククランプ装置８に把持さ
れてテーブル９上のＸＹ座標上で案内され、ワークＷの
加工すべき位置を前記ストライカ７の直下に移動させ
る。従って、ワーククランプ装置８を動作させ、ストラ
イカ７を下降させることにより、割出し金型にて所定の
加工を行うことが可能である。ただし、金型には穴開け
加工用のものの他、タッピング要、成形用のもの等、種
々の工具が用いられる。

【００２０】図３は、上記ラム６を昇降駆動する油圧装
置の回路図である。図示のように、ラム６はシリンダ装
置１０で駆動されるようになっており、このシリンダ装
置１０の上室及び下室には一対の配管ＯＬ１，ＯＬ２が
接続され、この配管ＯＬ１，ＯＬ２は、サーボ弁１１を
介して油圧ポンプ１２と接続されている。従って、サー
ボ弁１１の弁切換え操作により配管ＯＬ１，ＯＬ２の給
油または排油動作を切換え、ラム６を所定のストローク
で昇降動作させることができる。また、サーボ弁１１の
弁開度の調整によりラム６を所望の速度で動作するよう
制御することができる。ラム６には、速度及びストロー
ク制御のために、その動作量に応じたパルス信号を発生
するエンコーダ１３が設けられている。

【００２１】図４は、上記ラム６及びストライカ７と、
この直下に割出された金型、例えばパンチ金型の詳細を
示す説明図である。

【００２２】図においてパンチ（パンチアッシィ）１４
は、上タレット３に備えたパンチ挿入孔内に嵌入される
ガイド部材（スリーブ）１５と、この内部で上下に摺動
自在に嵌入されるパンチボディ１６を有して成る。

【００２３】ガイド部材１５には上下にガイド溝１７が
切られ、この溝１７をタレット３側に設けたキー（タレ
ットキー）１８に嵌め合わせて配置角度を定めている。
またガイド部材１５の上部には、フランジ部１８が形成
され、このフランジ部１８は、リフタスプリング１９で
上方向に付勢されたショルダースクリュー２０のリフト
リング２１上に載置されている。

【００２４】従って、カイド部材１５のフランジ部１８
をリフタスプリング１９に抗して下方に押し下げること
により、ガイド部材１５の下面が両タレット３，４間に
介在されたワークＷの上面に当接するまで、ガイド部材
１５を下方に押し下げることが可能である。

【００２５】一方、前記ガイド部材１５のフランジ部１
８の上面には、リテーナカラー２２が配置されている。
また、前記パンチボディ１６の上端にはパンチヘッド２
３が設けられ、このパンチヘッド２３と前記リテーナカ
ラー２２との間には、前記リフタースプリング１９より
強い力でパンチボディ１６を上方向に付勢するストリッ
ピングスプリング２４が設けれている。

【００２６】前記パンチボディ１６には、前記ガイド溝
１７に対してガイドキー２５が設けられている。従っ
て、パンチヘッド２３を前記ストライカ７で打圧するこ
とにより、まずリフタースプリング１９に抗してガイド
部材１５の下端をワークＷに対して当接させ、ワークＷ
を固定することができる。また、次いでストリッピング
スプリング２４に抗してパンチヘッド２３をより下方に
押し下げることにより、ガイド部材１５の下方から突出
されるパンチボディ１６の下端刃部を下方に位置するダ
イ（図示せず）に対し突き出すことにより、両金型間で
ワークＷを打ち抜き加工することができる。

【００２７】前記パンチヘッド２３の中心部には、情報
記憶チップ（ＩＤチップ）２６がエポキシ樹脂によって
モールディングされている。また、前記ストライカ７の
下面には、前記ＩＤチップ２６の情報を読み書きするリ
ーダ・ライタの一部としてのセンサ（アンテナ）２７が
内蔵されている。従って、ラム１を下降させ、ストライ
カ７をパンチヘッド２３に、接近ないし接触させた状態
で、アンテナ２７によりＩＤチップ２６の記憶内容を読
み出すことができる。またアンテナ２７を介してＩＤチ
ップ２６に所要の情報を書き込むことができる。さら
に、アンテナ２７の位置とＩＤチップ２６の埋込み位置
の関係から金型配置角度を検出することも可能である。

【００２８】図５は、上記ＩＤチップ２６の記憶内容を
示す説明図である。図示のように、ＩＤチップ２６に
は、金型特性（形状，研磨歴，金型ハイト等）の他、加
工制御情報と、軸制御条件が含まれる。加工制御情報
は、ドウェル時間、座標オフセット値、エアブロー用の
ソレノイド作動指令等、加工制御のために直接的に利用
されるものである。また、軸制御条件は、他の情報に関
連して各軸をどのように制御するかの数値ないし関数が
示されている。

【００２９】図６に示すように、上記タレットパンチプ
レス１を制御するＮＣ装置を含めたプレス制御装置２８
は、システムバス２９にＣＰＵ３０、ＲＯＭ３１、バッ
テリＢａｔで電源バックアップされたＲＡＭ３２、ディ
ジタルインプット（Ｄｉ）３３、ディジタルアウトプッ
ト（Ｄｏ）３４、プログラマブルコントローラ（ＰＣ）
３５、双方向ＲＡＭ（ＤＰ−ＲＡＭ）３６、シリアルイ
ンタフェイス（ＳＩＯ）３７〜４０などを接続して成
る。

【００３０】Ｄｉ３３，Ｄｏ３４には、コネクタモジュ
ール４１を介して各種のアクチュエータ（サーボモータ
類は除く）４２やセンサ類（前述のアンテナ２７は除
く）４３が接続されている。

【００３１】ＰＣ３５は、前記センサ類４３の検出番号
を参照して、ＣＰＵ３０の制御下で各種アクチュエータ
類４２に制御信号を出力する。この制御信号の中には前
記タレット３，４を回転させる信号が含まれるものとす
る。

【００３２】前記ＤＰ−ＲＡＭ３６には、位置決めモジ
ュール４４及びサーボアンプ４５を介してエンコーダＥ
及びタコジェネレータＴＧ付サーボモータＭ_S が接続さ
れる。このサーボモータＭ_S には、前記クランプ装置８
を水平面内で駆動する２次元サーボモータＭ_X 、Ｍ
_Y と、前記タレット３，４内で金型を回転駆動するサー
ボモータが含まれる。また、前記サーボ弁１１もこれに
含まれるものとする。

【００３３】前記シリアルインタフェイス３７には、コ
ントローラ４６を介してカラーＣＲＴ４７及びテンキー
などデータ入力器を備えたマニュアルデータインプット
装置（ＭＤｉ）４８が接続される。

【００３４】前記シリアルインタフェイス３８には、コ
ントローラ４９を介して各種操作を行うためのコントロ
ールパネル５０が接続される。

【００３５】前記シリアルインタフェイス３９には、タ
レットパンチプレス１をライン下でスケジュール運転す
るために、ライン制御装置としてのインテリジェント・
データ・ターミナル（ＩＤＴ）５１を介してスケジュー
ル編集用のインテリジェント・メインコントローラ（Ｉ
ＭＣ）５２が接続される。ＩＭＣ５２はオペレーティン
グルーム内に配置され、次図に示す自動プログラミング
装置５４で生成されたＮＣプログラムを組み合わせて生
成されたスケジュールを設定することにより、ＩＤＴ５
１に実行指令を与えるものである。逆にＣＰＵ３０の処
理結果をシリアルインタフェイス３９を介してＩＭＣ５
２側に転送することも可能である。

【００３６】図７は、前記プレス制御装置２８の加工ラ
イン上での配置関係を示す説明図である。図において、
前記自動プログラミング装置５４に関連して本発明の主
要構成部材であるところの金型データベース５５が設け
られている。

【００３７】この金型データベース５５には、全金型を
対象として、各ＩＤチップの情報がリアルタイムに更新
されつつ記憶されると共に、各固有名（番号）に対応し
ては、各金型が現在ライン上で何処に在るか、またはタ
レット３，４上の何処に在るか等の保管状態が記憶され
るようになっている。固有名として金型形状を含めるこ
とができるが、形状サイズ、キー角度、等につき「０１
１０４５−１」等と適宜コード化することでデータ圧縮
することができる。また通し番号のみで管理することも
不可能ではない。

【００３８】前記プレス制御装置２８は、金型ラック制
御装置５６と接続されている。金型ラック制御装置５６
には、プレス制御装置のリーダ・ライタＲＷ１と同様
に、ＩＤチップ２６に対し、情報を読み書きするリーダ
・ライタＲＷ２が付属されている。金型ラック制御装置
５６は、図示しない金型ラックを制御するためのもので
あり、金型ラックに入出力される予備の金型を収納また
は取出しするために、各ラック番号に金型固有名を対応
させ、対応リストに基づいて金型入出力を行うものであ
る。また、金型ラックには金型自動研磨装置が付属され
ることがあり、自動研磨された金型に対しては研磨履歴
ないし、金型ハイトを登録し、これを各ＩＤチップに記
憶させる。研磨履歴は手動操作で書き込むこともでき
る。

【００３９】プレス制御装置２８及び金型ラック制御装
置５６のリーダ・ライタＲＷ１，２で読み書きされた情
報は、全て通信ライン５７を介して金型データベース５
５に送られ、データベース５５はリアルタイムに更新さ
れる。

【００４０】また、プレス制御装置２８または及び金型
ラック制御装置５６には、図示しない金型事前準備装置
が付属されることがある。この装置は、次の加工用のＮ
Ｃプログラムを事前に読取って、金型交換リストを作成
すると共に、所要の金型を金型ラックから自動的に排出
するものである。これらの作業において、各金型が現在
どのような状態に在るかは全て金型データベース５５に
報告され、リアルタイムに記憶される。

【００４１】図８は、前記ＮＣ装置の内部に組み込まれ
る金型コード変換装置５８の構成例を示すブロック図で
ある。図示のように、金型コード変換装置５８は、これ
から実行すべきＮＣプログラムを入力し、プログラム上
の金型形状情報を読取る金型形状情報読取り部５９と、
装着金型リスト記憶部６０と、ステーション番号検索部
６１と、金型コード設定部６２とを備えて成る。装着金
型リスト記憶部は、タレット３（４）に現在装着されて
いる金型をステーション番号に対応させて記憶するもの
である。このリストは、金型交換されている場合には、
された後の金型装着状態を示すことになる。ステーショ
ン番号検索部６１は、ＮＣプログラム上の固有名に合わ
せて、その固有名の金型が装着されているステーション
番号をリスト上から検索する。そして、金型コード設定
部６３は、検索されたステーション番号名をＮＣプログ
ラム上で金型コードとして指定するものである。

【００４２】以上の金型コード変換装置５８の構成によ
り、今図９に示すようなＮＣプログラム６３がＩＭＣ５
２側で作成され、ＩＤＴ５１を介してＮＣ装置に入力さ
れると、金型コード変換装置５８によりＮＣプログラム
上の固有名Ｎが金型コードに変換され、図１０に示すよ
うなＮＣプログラム６４に変換される。Ｔ２０１は金型
装着ステーション番号が２０１番であることを示す。

【００４３】従って、本例の金型管理システムでは、現
在どの金型がどの金型装着ステーションに設定されてい
るかに拘らず自動プログラミング装置５４において加工
条件さえ指定すれば金型データベース５５を参照して所
要の金型が指定される。また、金型を固有名で指定する
ので作成されたＮＣプログラムは汎用性を有し、どの機
械にでも適応可能となる。

【００４４】同一形状の金型が複数個在る場合には、選
択順位条件を示しておき、複数の金型を指定して、でき
るだけ上位の金型の方を使用するようにしても良い。選
択順位の条件としては、パンチ可能回数の残り寿命が大
の方の金型を優先させること等が設定できる。

【００４５】また、金型データベース５５は、自動プロ
グラミング装置５４においてのみでなく、他機器におい
て自由に呼び出し、適宜処理し、適宜表示することがで
きるので、他機の制御を適切にして、加工ラインを効率
的に稼働させることができる。例えば、金型研摩の時期
は経歴から判る。他機の使用状態もよく判るので、金型
発注も適正化できる。データベース５５には、これらの
管理を容易化すべく、種々の情報を追加できることは勿
論である。

【００４６】以上示した実施例では、金型コード変換装
置５８をＮＣ装置内に組み込む例で示したが、他の機器
と独立して別体に構成することもできる。

【００４７】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はなく、適宜設計的変更を行うことにより、適宜態様で
実施し得るものである。

【００４８】

【発明の効果】以上の通り、本発明は特許請求の範囲に
記載の通りのパンチプレスの金型管理システムであるの
で、ＮＣプログラム上で金型装着ステーション番号を指
定する必要はなく、加工条件から定まる金型固有名で指
定しておけば良いのでプログラミングが容易となる。ま
た、金型装着ステーション番号を指定しなくて良いの
で、ＮＣプログラムを都度または機械毎に変更しなくて
も良く、汎用性を持たせることができる。

【００４９】さらに、金型データベースには、常時各金
型に設けた情報記憶チッツプの記憶情報が還元されるの
で、どの金型が何処にどのような状態であるかを作業者
が、また各機器が確実に知ることができるので、金型数
が１０００、２０００・・・と多大になっても、その管
理が極めて容易となり、加工ラインを円滑に動作させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】パンチプレス機の一例として示すタレットパン
チプレスの正面外観図。

【図２】上記タレットパンチプレスのタレットの金型装
着ステーションの配置状態を示す平面図。

【図３】上記タレットパンチプレスのラム駆動方式を示
す説明図。

【図４】上記タレットパンチプレスの金型及びラムの対
応状態を示す説明図。

【図５】金型内に埋込まれるＩＤチップの記憶内容を示
す説明図。

【図６】上記タレットパンチプレスを制御するＮＣ装置
を含めたプレス制御装置の構成を示すブロック図。

【図７】本発明の一実施例に係る金型管理システムの構
成例を示すブロック図。

【図８】金型コード変換装置の機能構成を示すブロック
図。

【図９】固有名指定によるＮＣプログラムの一例を示す
説明図。

【図１０】金型固有名を金型コードに変換したＮＣプロ
グラムの一例を示す説明図。

【符号の説明】

２６ ＩＤチップ ２８ プレス制御装置 ５４ 自動プログラミング装置 ５５ 金型データベース ５６ 金型ラック制御装置 ５８ 金型コード変換装置 ＲＷ１，ＲＷ２ リーダ・ライタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21D 28/00 B21D 28/36 B21D 37/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の金型装着ステーションを備えた金
   型支持台を有し、各金型装着ステーションに任意形状の
   金型を装着した上で前記金型支持台を移動ないし回転さ
   せ、任意の金型装着ステーションをストライカ直下に割
   出しつつ前記ストライカの作動で任意のプレス加工を行
   うパンチプレスの金型管理システムにおいて、 各金型に金型固有名と経歴とを記憶させた情報記憶チッ
   プを設け、 各情報チップに記憶させた情報を集成記憶すると共に、
   各固有名に対応させて当該金型の保管状態を記憶する金
   型データベースを設け、 一方、前記パンチプレスを制御するプレス制御装置と残
   り金型を保管する金型ラックを制御する金型ラック制御
   装置とに、自己に入出力される金型の前記情報チップに
   記憶された情報を読み書きするリーダ・ライタを設け、 前記パンチプレスで使用するＮＣプログラムをＣＡＤデ
   ータから作成する自動プログラミング装置で前記金型デ
   ータベースを参照して加工種，材質，板厚，加工形状に
   よるパンチ条件から使用金型を金型固有名で決定し、 前記自動プログラミング装置で作成されたＮＣプログラ
   ムを前記プレス制御装置に対して適時供給することによ
   り、前記プレス制御装置の金型装着状態に応じて、前記
   ＮＣプログラム上の固有名を前記金型支持台の金型装着
   ステーションを指定する金型コードに変換しつつプレス
   加工を行い、 前記プレス制御装置及び前記金型ラック制御装置でそれ
   ぞれ使用される金型の前記情報チップの記憶情報をそれ
   ぞれ都度読み込んで、その情報を前記金型データベース
   に還元し、その経歴，保管状態を真正のものとすること
   を特徴とするパンチプレスの金型管理システム。